Устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемом асинхронном элек троприводе . Цель изобретения - повьшение точности определения координат асинхронного двигателя (АД), а именно модуля потокосцепления ротора и электромагнитного момента в статических и динамических режимах . Устройство содержит АД 1, датчик фазных токов 2 статора, формирователь составляюощх вектора тока статора 3, формирователь составляющих вектора потокосцепления ротора 4, блоки перемножения 5-8, сумматоры 9,10. Введение фильтров 11,12, элементов сравнения 13,14, релейных элементов 15,16 и формирователей логических сигналов модуля вектора потокосцепления ротора и момента 17 позволяет реализовать замкнутую подсистему регулирования вектора тока статора, работающую в скользящем режиме с высокой частотой переключения . Подключение указанных элементов определяет более высокую точность формирования выходных координат АД, т.е. модуля вектора потокосцепления ротора и электромагнитного момента. 2 ил. С (Л io 4 О9 СО ;о а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5у г Н 02 Р S/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ троприводе. Цель изобретения — повышение точности определения координат асинхронного двигателя (АД), а именно модуля потокосцепления ротора и электромагнитного момента в статических и динамических режимах. Устройство содержит АД 1, датчик фазных токов 2 статора, формирователь составляющих вектора тока статора 3, формирователь составляющих вектора потокосцепления ротора

4, блоки перемножения 5-8, сумматоры 9, 10. Введение фильтров 11, 12, элементов сравнения 13,14, релейных элементов 15 16 и формирователей логических сигналов модуля вектора потокосцепления ротора и момента

17 позволяет реализовать замкнутую подсистему регулирования вектора тока статора, работающую в скользящем режиме с высокой частотой переключения. Подключение указанных элементов определяет более высокую точность формирования выходных координат АД, т.е. модуля вектора потокосцепления ротора и электромагнитного момента. 2 ил.

b4

4h

ФФ сО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3798254/24-07 (22) 10.10.84 (46) 30.06.86. Бюл. У 24 (71) Ивановский ордена "Знак Почета" энергетический институт им. В.И. Ленина и Ордена Ленина институт проблем управления (72) В.И. Уткин, Д.Б. Изосимов, Н.Л. Архангельский, Б.С. Курньппев, С. К. Лебедев, В.В. Пикунов, В.Ф. Уваров и С.А. Анисимов (53) 621.316.7 (088.8) (56)Гусяцкий Ю.M. Синтез быстродействующей системы частотно-управляемого асинхронного электропривода.

Электричество,1982,гг 10, с. 34-39.

А. Plun Kett Direct flux and

torgue regulation in PWN inverter — induction motor drive, IEEE

Trans. on. ind. appl. vol. 13, И 02, р. 139-146. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КООРДИНАТ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В

РЕГУЛИРУЕМОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемом асинхронном элек„„SU„„> 241399 а 1

50

1 12

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемом асинхронном электроприводе общепромышленного назначения.

Цель изобретения — повышение точности определения координат асинхронного двигателя, а именно модуля потокосцепления ротора и электромагнитного момента, в статических и динамических режимах работы.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе, на фиг. 2 — схема формирователя логических сигналов модуля вектора потокосцепления ротора и момента.

Устройство для определения координат асинхронного двигателя

{фиг.1) в регулируемом электроприводе содержит датчики 2 фазных токов статора, подключенные к входам формирователя 3 составляющих вектора тока статора, формирователь 4 составляющих вектора потокосцепления ротора, четыре блока 5-8 перемножения и два сумматора 9 и 10, входы первого сумматора 9 подключены к выходам первого 5 и второго 6 блоков перемножения, а входы второго сумматора 10 подключены к выходам третьего 7 и четвертого 8 блоков перемножения. Первые входы первого S и четвертого 8 блоков перемножения объединены между собой и подключены к первому выходу формирователя 4 составляющих вектора потокосцепления ротора. Первые входы второго 6 и третьего 7 блоков перемножения объединены между собой и подключены к второму выходу формирователя 4 составляющих вектора потокосцепления ротора.

Кроме того, в устройство введены два фильтра 11 и 12, два элемента

13 и 14 сравнения, два релейных элемента 15 и 16 и формирователь 17 .погических сигналов модуля вектора потокосцепления ротора и Момента, первый выход которого подключен к объединенным между собой вторым входам первого 5 и третьего 7 блоков перемножения, а второй выход — к объединенным между собой вторым входам второго 6 и четвертого 8 блоков перемножения. При этом выходы первого 9 и второго 10 сумматоров подклю41399 2 чены к первым входам первого 13 и второго 14 элементов сравнения, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам формирователя

3 составляющих .вектора тока статора, а выходы первого 13 и втооого 14 элементов сравнения соединены соответственно с входами первого и второго релейных элементов 15 и 16,под1О ключенных выходами к первой паре входов формирователя 17 логических: сигналов модуля вектора потокосцепления ротора и момента, вторая пара входов которого соединена с соответствующими выходами формирователя 4 составляющих вектора потокосцепления ротора.

Формирователь 17 логических сигналов модуля вектора потокосцепления ротора и момента содержит третий 18 и четвертый 19 элементы сравнения, третий 20 и четвертый

21 релейные элементы и распредели25 тель 22 импульсных сигналов, выполненный на схемах И-НЕ 23-36. (Входы каждой из схем И-НЕ 23 и

24 объединены между собой и образуют первую пару входов формирователя

17 логических сигналов модуля вектора потокосцепления ротора и момента.

Входы каждой из схем И-НЕ 25 и 26 объединены между собой и подключе35 ны к выходам третьего 20 и четвертого -21 релейных элементов, входы которых соединены с выходами третьего 18 и четвертого 19 элементов сравнения. Входы элементов 18 и 19 сравнения попарно объединены между собой и образуют вторую пару входов формирователя 1I7 логических сигналов модуля вектора потокосцепления ротора и момента. Выходы схем И-НЕ

23-26 подключены к соответствующим входам схем И"НЕ 27-34. Выходы схем И.-НЕ 27-30 подключены к входам схемы И-НЕ 35 а выходы схем -HE

31-34 - к входам схемы И-НЕ 36.

Входы схем И.-НЕ 35 и 36 образуют соответственно первый и второй выходы формирователя 17 логических сигналов модуля вектора потокосцепления ротора и момента.

Устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе работает следующим образом.

Формирователь 3 составляющих вектора тока статора и формирователь 4 составляющих вектора потокосцепления ротора осуществляют соответственно формирование составляющих обобщенных векторов тока статора Х, It) и потокосцепления ротора ф Ф ,) Ч р в декартовой системе коорди2 ( нат 4. »- неподвижной относительно статора асинхронного двигателя 1.

Устройство представляет собой замкнутый контур регулирования, в котором задающей величиной являются вектор тока статора, представленный в виде проекций на неподвижные оси аС

С помощью блоков 5-8 перемножения, сумматоров 9 и 10 выполняются следующие операции:

Т = 6» ф» + 6),р, 3 =Н аФю,, где I* I* - восстановленйые сос,Д тавляющие вектора тока статора, Я 6 — логические сигналы

У поступающие с выходов формирователя 17 логических сигналов.

Проходя через фильтры 11 и 12, сигналы, IP поступают на первые входы элементов 13 и 14 сравнения, где сравниваются с текущими значениями составляющих вектора тока статора I<, Ip, поступающими с выходов формирователя 3. Сигналы ошибок на выходах элементов 1.3 и 14 сравнения If = ТВ ТЪ подаются на входы релейных элементов 15 и 16, на выходе которых формируются сигналы знака ошибок, т.е..

sign h >, з» .яп ьТ, совпадающие по знаку с соответствующей ошибкой Ы., @I, и постоянные по модулю. Выходные сигналы релейных элементов 15 и 16 поступают на первую пару входов

$1, $2 формирователя 17 логических сигналов, на вторую пару входов которого подаются значения составляющих вектора потокосцепления ротора

fk>$)b выхода формирователя 4..

Формирователь 17 логических сигналов обеспечивает отрицательную обратную связь в контуре регулирования тока статора при всех возможных сос1241399 тояниях векторов асинхронного двигателя- 1, в частности векторов тока статора и потокосцепления ротора.Использование в устройстве релейных элементов 15 и 16 позволяет рассмат" ривать его как систему управления с переменной структурой. При этом возникают так называемые скользящие режимы, при которых величины оши»О бок М, AIp стремятся к нулю.

На выходе формирователя 17 логических сигналов формируются такие импульсные сигналы » А что средние

) / их значения определяют соответствен»5 но модуль вектора потокосцепления ротора /ф/ и вектор электромагнитного момента М, т.е.

= )И, 20

Частота. переключений в скользя25 щих режимах релейных элентов 15 и

16 составляет 50-100 кГ, благодаря чему формирование импульсных сигналов й»2Ь т.е. модуля вектора потокосцепления ротора /» / и электромагнитного момента М, осуществляется с высокой точностью.

Таким образом, введение в предлагаемое устройство для определения координат асинхронного двига35 теля в регулируемом электроприводе двух фильтров, двух элементов срав, нения, двух релейных элементов и формирователя логических сигналов модуля вектора потокосцепления ро40 тора и момента позволяет реализовать. замкнутую подсистему регулирования вектора .тока статора, работающую в скользящем режиме с высокой частотой переключения, что определяет

45 более высокую точность формирования выходных координат асинхронного двигателя, т.е. модуля вектора потокосцепления ротора и электромагнитного момента, по сравнению с извест50 ным устройством.

Формула изобретения

Устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе, содержащее датчики фазных токов статора, подключенные к входам формирователя фее. 2

Тирм 631 Подписное

ВНИИПИ Заказ 3609/52

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

S 12 составляющих вектора тока статора, формирователь составляющих вектора потокосцецления ротора, четыре блока перемножения и два сумматора, входы первого иэ которых подключены к выходам первого и второго блокбв перемножения а входы втор го сумматораэу к выходам третьего и четвертого блоков перемножения, при этом первые входы первого и четвертого блоков перемножения объединены между собой .и подключены к первому выходу формирователя составляющих вектора потокосцепления ротора, а первые входы второго и третьего блоков перемножения объединены между собой и подключены к. второму выходу формирователя составляющих вектора потокосцепления ротора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьиаения точности в статических и динамических режимах работы, в него введены два фильтра, два элемента сравнения, два релейных элемента и формирователь логических сигналов модуля вектора потокосцеп41399 d ления ротора и момента, первый выход которого подключен к объединенным между собой вторым входам первого и третьего блоков перемножения, а вто5 рой выход - к объединенным между собой вторым входам второго и четвертого блоков перемножения, при этом выходы первого и второго сумматоров через соответствующие фильтры подключе1О ны к первым входам первого и второго .элементов сравнения соответственно, в горые входы которых подключены к соответствующим выходам формирователя составляющих вектора тока статора, а выходы первого и второго элементоЬ сравнения соединены соответственно с входами первого и второго релейных элементов, подключенных выходами к первой паре входов форур мирователя логических сигналов модуля вектора потокосцеплення ротора и момента, вторая пара входов которого соединена с соответствующими выходами формирователя составляющих вектора

2» потокосцепления ротора.